Дифференциальная защита электротехнического оборудования на основе токов обратной последовательности и фильтра Калмана

• Автор: Иванченко, Даниил Иванович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 156 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
1.1 Основные характеристики релейной защиты
1.2 Общие принципы построения цифровых дифференциальных защит
1.3 Особенности выполнения дифференциальных защит
1.4 Повреждения трансформаторов и виды защиты
1.5 Постановка задачи исследований
ГЛАВА 2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ И КОМПЬЮТЕРНАЯ МОДЕЛЬ
СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА
2.1 Вводные замечания
2.2 Параметры и характеристики однофазного трансформатора
2.3 Уравнения равновесия токов и напряжений в электрической и магнитной цепи трансформатора
2.3.1 Магнитная цепь трансформатора с воздушными стержнями
2.3.2 Уравнения трансформатора с учетом межвитковых замыканий
2.4 Групповой трансформатор
2.5 Выводы по главе
ГЛАВА 3 ФОРМИРОВАНИЕ СИГНАЛОВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ НА
ОСНОВЕ ОБОБЩЕННОГО МЕТОДА СИММЕТРИЧНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ. АМПЛИТУДНЫЙ И ФАЗОВЫЙ КРИТЕРИИ
СРАБАТЫАВАНИЯ ЗАЩИТЫ
3.1 Характеристики токов небаланса и ложных дифференциальных токов
3.2 Способы представления входных сигналов дифференциальной релейной защиты
3.2.1 Обобщенный метод симметричных составляющих
3.2.2 Оконное преобразование Фурье. Динамические комплексные амплитуды
3.2.3 Выражение комплексного пространственного вектора через динамические комплексные амплитуды
3.2.4 Определение симметричных составляющих в модели дифференциальной релейной защиты
3.3 Амплитудные соотношения между составляющими прямой и обратной последовательности. Амплитудный критерий обнаружения витковых замыканий
3.4 Исследование защиты с процентной характеристикой для токов обратной последовательности
3.4.2 Чувствительность дифференциальной защиты
3.4.3 Характеристики реле на базе процентной характеристики для токов обратной последовательности
3.5 Фазовые соотношения между токами обратной последовательности сторон трансформатора. Фазовый критерий
3.5.1 Оценка фазового сдвига между составляющими обратной последовательности входных токов защиты
3.5.2. Алгоритм защиты на базе фазового критерия
3.6 Выводы по главе
ГЛАВА 4 ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ЛОЖНЫХ СРАБАТЫВАНИЙ
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ НА ОСНОВЕ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА СИГНАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ФИЛЬТРА КАЛМАНА
4.1 Методы предотвращения ложных срабатываний дифференциальной релейной защиты
4.2 Общая характеристика фильтра Калмана
4.3 Построение фильтра Калмана седьмого порядка для
дифференциальной защиты
4.4 Исследование быстродействия релейной защиты на основе фильтра Калмана
4.5 Моделирование работы блока защиты на основе фильтра Калмана
4.6 Реализация обшей схемы дифференциальной защиты
4.7 Выводы по главе
ГЛАВА 5 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1 Общая компоновка стенда и характеристика оборудования.
5.2 Характеристики и параметры трансформатора
5.3 Описание виртуальных приборов
5.4 Режимы работы трансформатора
5.5 Построение фильтра Калмана в среде ГаЬеу
5.6 Исследование работы фильтра Калмана
5.7 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А

Ввиду ограниченной области определения функции, задаваемой

формулой (2.1), Вт< —-, зависимость / ()/) представлена
4а(3-у"
полиномиальной функцией:
/Д|/) = ос^ + о^ф5+ос3|/31 (2-2)
х. У„
Рисунок 2.1 - Кривые намагничивания В(Н) - а) и Н(В) - б)стали 3
Потери магнитной энергии обусловлены вихревыми токами и гистерезисными явлениями. В стандартных моделях трансформатора магнитные потери учитываются с помощью резистора 7?0. Значение сопротивления вычисляется по суммарной мощности магнитных потерь Р0 и номинальному напряжению обмотки Л0=7/3/Р0. Такая расчетная схема отражает квадратичную зависимость удельных магнитных потерь рп от амплитуды индукции магнитного поля Вт . В работах [59,64] показано, что эта зависимость рм = Р(Вт) носит, как следует из рисунка 2.2, более сложный характер.
Рисунок 2.2 - Зависимость удельных магнитных потерь от индукции. Кривая 1 соответствует квадратичной зависимости и линейному сопротивлению в схеме замещения, кривая 2- нелинейному сопротивлению